de cuong chi tiet mon di truyen hoc
Trang 1Di Truyền Học
Câu 2: Bằng chứng mang TTDT of Axit Nucleic.
Axit nucleic bao gồm: ADN(axit deoxyribonucleic), ARN(axit ribonucleic) đều đáp ứng các tiêu chuẩn of vật chất di truyền
1 CM AND là VCDT:
• Thí nghiệm của Griffith(1928) – Hiện tượng biến nạp:
VK Pneumococus gây bệnh viêm phổi ở động vật có vú gồm 2 nòi:
- Nòi độc (S): có vỏ polysaccharide bao ngoài màng, gây bệnh viêm phổi tạo khuẩn lạc
nhẵn(smoth) trên môi trường thạch agar
- Nòi không độc (R): không có vỏ polysaccharide, không gây bệnh Tạo khuẩn lạc gồ ghề(rough) trên môi trường thạch agar
Griffith tiến hành TNo trên chuột như sau:
- tiêm S sống → chuột → chuột chết
- tiêm R sống → chuột → chuột sống
- tiêm S đun chết bằng nhiệt → chuột → chuột sống
- tiêm S đun chết bằng nhiệt + R sống → chuột → chuột chết(Trong xác chết của chuột có cả VK
S & R sống)
Hiện tượng 4 cho thấy: S không thể sống lại sau khi bị đun chết, nhưng yếu tố độc của S bằng cách nào truyền cho VK lành R, biến S thành R Hiện tượng này gọi là biến nạp
• 1944, O.avery & cs Tiến hành thí nghiệm như sau:
- TNo 1: xử lý S chết bằng protease(enzyme phân hủy Pro) + R sống → chuột → chuột chết
- TNo 2: xử lý S chết bằng ARNase(enzyme phân hủy RNA) + R sống → chuột → chuột chết
- TNo 3: xử lý S chết bằng ADNase(enzyme phân hủy DNA) + R sống → chuột → chuột sống
kết quả: ADN của S + R sống → chuột → chuột chết
DNA mang tín hiệu di truyền
• 1952, M.chase – A Hershey TNo vs Bacterio Phage T 2 xâm nhập E.coli.
Virus Phage T2 cấu tạo gồm: + vỏ Pro chứa S( không chứa P)
+ lõi ADN chứa P( không chứa S)
Nuôi Phage T2 / môi trường nhiễm phóng xạ P32 và S35 P32 nhiễm vào lõi DNA, S35 nhiễm vào vỏ Pro
Cho Phage T2 nhiễm phóng xạ xâm nhập vào E.coli không nhiễm phóng xạ sau time gây nhiễm mang đi ly tâm để tách Virus còn bám ngoài TB phân tích → kết quả:
- phần nằm ngoài tb E.coli chứa nhiều S35(80%), ít P32
- Phần nằm trong tb E.coli chứa nhiều P32(70%), ít S35
chứng tỏ ADN đc bơm vào trong tb E.coli và mang trọn vẹn thông tin của hạt virus, điều khiển
sự tạo thành ADN & vỏ Pro của Phage mới
DNA là vc mang TTDT
2 cm RNA là vc mang TTDT
1957 , Fraen kel – conrat và B.singer công bố thí ngiệm ở virus đốm thuốc lá
Virus gây bệnh đốm thuốc lá có cấu tạo gồm: _ vỏ Pro
Trang 2Khi lắp lõi ARN A vào vỏ proB rồi đem virus lai đi gây nhiễm lên thuốc lá Thu mẫu, chiết và phân tích thấy: virus mới là loại A(có lõi ARN A, vỏ proA).và ngược lại là loại B.
Vậy Sau khi lây nhiễm lên thuốc lá, phân tích thấy:
ARN quyết định bản chất của Pro
ARN là vc mang TTDT chứ không phải là protein
Vậy axit nucleic mang TTDT
Câu 3: Trình bày t.chức AND trong c.trúc NST và đặc thù tronghđ của NST
☻ Tổ chức AND
T.chức AND trong NST of sv nhân sơ (Prakaryot)
Nhân ở svns tồn tại ở dạng nucleoid (vùng nhân) là vùng chứa AND:
+ Trong đó AND đc gấp và cuộn thành nhiều vòng xoắn (siêu xoắn) T/c siêu xoắn chịu sự kiển soát của emzim topoisomerase(gyrase)
+ ở E.coli phân tử AND 350µm thắt vòng bởi ARN nối→ co ngắn lại còn 30µm, tiếp tục co ngắn, rút ngắn còn 2µm
Đa số AND ở prokaryote lien kết vs ARN cùng vs quá trình xoắn, gấp cuộn → siêu xoắn
+ NST ở snns cũng có liên kết vs pro đó là 1 đoạn a.a t.ứng vs H2B ở svnc V.trò của histon có thể là b.vệ AND khởi bị thủy phân Virus SV40 có AND 2 sợi lien kết vs histon
T.chức AND trong NST ở SVNC (Eukaryota):
Eukaryote là sv nhân thực, có màng nhân tách biệt nhân vs TBC
- đa phần AND đc tổ chức thành nhiều NST trong nhân TB, mỗi NST chứa 1 AND thẳng mạch kép Số lượng, hình dạng NST đặc trưng cho TB of mỗi loài sv
- NST có tổ chức phức tạp gồm AND và nhiều loại pro gắn vào(histon và phi histon) Pro histon đóng vai trò(role) cốt lõi trong việc cuộn, điều hòa hoạt tính AND
- Hình thành NST kì giữa từ chuỗi xoắn kép AND qua hệ thống các bậc cấu trúc sau:
+ nucleosom là đơn vị cấu tạo cơ sở theo chiều dọc of NST: tạo thành từ 1 phân tử AND(đường kính 2nm) dài 146 bp quấn quanh 8 phân tử pro histon (2 H2A,2 H2B, 2 H3, 2 H4) tạo nên sợi có đường kính dày 11nm Các nucleosom liền kề nối vs nhau qua phân tử pro histon H1 để tạo nên cấu trúc bậc cao hơn sau:
+ sợi chromatin dày 30nm: các nucleosom xếp khít nhau tạo thành
+ vùng xếp cuộn dày 300nm: các chromatin nhiều lần xoắn uốn khúc tạo thành
- Chất đồng NS: trong nhân gian kỳ, các vùng chất nguyên nhiễm gồm các sợi nhiễm sắc ít
cô đặc hơn và thường ở dạng các sợi nucleosom Về mặt d.truyền, chúng chứa các gen hđ và đc phiên mã tổng hợp nên các m,t,rARN
Câu 5: Cơ chế ổn định bộ NST qua các thế hệ cơ thể ở SVNC bậc cao:
* Đối vs loài có hình thức sinh sản vô tính quá trình nguyên phân là cơ chế ổn định bộ NST 2n qua các thế hệ cơ thể Ví dụ: giâm cành ở các TV bậc cao.
Trang 3* Đối vs loài sinh sản hữu tính giao phối: cơ chế NP, GP và thụ tinh đảm bảo cho bộ NST (2n) ồn định qua các thế hệ cơ thể:
- Giảm phân: xảy ra ở thời kỳ chín của TB sinh dục, (nêu qua qt GP) GP làm cho bộ NST ở giao tử giảm đi 1 nửa cả về số lượng lẫn nguồn gốc NST
- Thụ tinh: là hiện tượng tinh trùng (n) kết hợp vs trứng (n) tạo thành hợp tử (2n) cơ chế đảm bảo cho NST ở hợp tử đc tổ hợp lại
- Nguyên phân: liên tiếp và qua quá trình biệt hóa TB giúp hình thành cơ thể mới, mỗi Tb of cơ thể đều chứa bộ NST lưỡng bội 2n khi trưởng thành, cơ thể GP hình thành giao tử và quá trình thụ tinh sẽ dẫn đến sự hình thành hợp tử
Câu 7 : trình bày cơ chế tái bản của VSVNS?
* Các enzim tham gia tái bản
- ADNpolimeraza gồn 3 loại:
ADNpolimeraza loại I: đọc và sửa chữa AND
ADNpolimeraza loại II: xác định sự bắt đầu và kết thúc của tổng hợp AND
ADNpolimeraza loại III: gia tăng chiều dài loại mới vai trò chính trong tái bản
- AND gyrase(topoisomerase): cắt AND , làm tháo xoắn ở hai phía ngược nhau bắt đầu từ điểm khởi đầu sao chép
- AND helicase: bẻ gãy các liên kết hidro, giải phóng các chuỗi đơn tạo nên các chạc tái bản
- AND ligase : nối các đoạn AND ngắn tạo AND sợi dài liên tục
- ARN polymease: tổng hợp đoạn mồi ARN(primer) cho khởi đầu tái bản
* Các pr tham gia vào quá trình tái bản
- pro B : nhận ra điểm khởi đầu tái bản
- pro SSB(single strand binding): gắn các sợi đơn giữ các sợi đơn tách riêng khi chưa tái hợp
Các dNTP (deoxiribo nucleotide triphosphat): dATP, dTTP, dGTP, dCTP.
* Các giai đoạn của quá trình tái bản
* hiện tượng duỗi xoắn.
- quá trình tái bản bắt đầu khi pro B nhận biết điểm khởi đầu sao chép (ori) và gắn vào đó - Tiếp
theo enzym ADN gyrase cắt AND làm tháo xoắn 2 phía của proB trong khi hai phân tử AND
gyrase chuyển động ngược chiều nhau so với điểm ori thì hai phân tử enzym AND helicase bán vào làm đứt gãy các liên kết hidro giải phóng chuỗi đơn tạo thành chạc chữ Y (chạc tái bản)
- pro SSB gắn vào các sợi đơn ngăn không cho chúng chập lại ngẫu nhiên hoặc xoắn trở lại để sao chép dễ ràng, 1 SSB bám vào 8 nu of sợi đơn và mỗi chạc tái bản có khoảng 250 SSB
* khởi đầu tái bản = ARN mồi(primer)
Tái bản AND chỉ diễn ra khi có yếu tố mồi(primer) vs chức năng khởi động vì sự hình thành liên kết phosphodieste giữa các nucleotide trên mạch mới cần phải có đầu 3’OH tự do, mà ở điểm khởi đầu tái bản chưa có nucleotide mang đầu 3’OH tự do nên cần phải có yếu tố mồi
Enzym ARN polymease điều khiển tổng hợp nên đoạn ARN mồi ngắn khoảng 10 nucleotit Trình
(2n) Trứng (n)
Tinh trùng (n)
Nguyên phân
Thụ tinh
Trang 4bản, cả 2 mạch AND mẹ khi tái bản cần phải có yếu tố mồi, tuy nhiên mạch khuôn chiều 3’-5’ chỉ cần một primer còn mạch AND khuôn chiều 5’-3’ cần sự tham gia của nhiều yếu tố mồi, để hình thành các phân đoạn AND.
* giai đoạn kéo dài :
sau khi ARN mồi được tổng hợp , enzim AND polymerase III tổng h mạch bổ sung từ đầu 3’ OH tự
do của mồi sự sắp sếp các nu của mạch mới theo nguyên tắc bổ sung với mạch khuôn (A vs T, G
vs C)
Do sự tổng hợp mạch mới bao giờ cũng diễn ra theo chiều từ 5’-3’ nên sự tổng hợp mạch mới diễn
ra không giống nhau:
_ Mạch khuôn 3’-5’ sợi mới tổng hợp liên tục gọi là sợi dẫn đầu (leading strand).
_ Mạch khuôn 5’-3’ sợi mới đc tổng hợp gián đoạn (gọi là sợi theo sau – legging strand) tạo thành các đoạn okazaki, mỗi đoạn okazaki cần một enzim mồi
* loại bỏ mồi và hoàn chỉnh sợi mới tổng hợp:
khi sợi theo sau được hoàn thành, đoạn mồi được loại bỏ bởi enzyme AND polimerase I Giữa hai đoạn okazaki liền nhau tồn tại một khe hở , khe hở nay được lấp kín bởi enzim nối AND ligase
• Nhận xét:
- mạch AND mới đc tổng hợp theo chiều 5’-3’; một mạch polynucleotide tổng hợp liên tục, một mạch đc tổng hợp gián đoạn
- mỗi bước of qt tái bản đều có sự tham gia của các loại enzyme tg ứng
- quá trình liên kết vs các nu thực hiện theo nguyên tắc bổ sung (A-T, G-C)
- có sự tham gia của primer (mồi ARN)
- Mỗi AND con đc tạo thành đều chứa một mạch cũ và một mạch mới (bán bảo toàn) và giống AND mẹ (không xảy ra đb)
Câu 8: gen là gì ? so sánh sự giống nhau và khác nhau hoặc cấu trúc gen ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn ?
Gen là một đoạn của phân tử AND mang thông tin mã hóa một chuỗi polipeptit hay một phân tử
ARN cần thiết đối với hoạt động sống của tế bào.
So sánh :
+ giống nhau: đều gồm hai vùng là vùng điều khiển (điều hòa ) và vùng phiên mã
* vùng điều khiển gồm:
O-perator : trình tự ức chế
A-actirater : trình tự hoạt hóa.
P-promotor: trình tự khởi động, vùng nhận biết của ARN polimerase
* Vùng phiên mã(các gene cấu trúc): là vùng từ nucleotit đầu tiên được phiên mã sang ARN
* vùng kết thúc: là vùng chứa một trong 3 codon kết thúc không mã hóa a.a (UAG, UGA, UAA)
- Trong vùng phiên mã của sinh vật nhân chuẩn có trình tự không mã hóa intron được xen kẽ với trình tự mã hóa exon, phiên mã tạo phân tử mARN monocistronic nhưng với nhiều khung đọc khác nhau cũng tạo ra nhiều loại pro khác nhau
Câu 9: gen nhảy là gì? trình bày đặc điểm cấu trúc cơ chế hoạt động của gen nhảy.
Trang 5Yếu tố di truyền vận động (TGE – transposable genetic element): là nhừng đoạn AND đặc biệt xen vào một hoặc một số vị trí trong hệ gen, tạo nên những biến đổi di truyền TGE bao gồm đoạn xen (insertion sequence – IS) và gen nhảy (jumping gene)
=> gen nhảy là yếu tố di truyền vận động (TGE) chứa thông tin quy định một sản phảm nào đó
(pro)
đoạn xen cần thiết cho quá trình xen AND vào NST, cho quá trình chuyển TGE từ vị trí này sang vị trí khác trong hệ gen cấu trúc của đoạn xen IS giống nhau ở những sinh vật khác nhau đoạn xen không chứa thông tin di truyền
ở E.coli đoạn xen có cấu tạo gồm 1 trình tự base nitơ (720bp) nằm giữa có trình tự đoạn đảo ngược
IR (inverted repeats) (dài 24bp)
khi đoạn xen IS thâm nhập vào môt đoạn AND, toàn bộ AND có thể di chuyển từ chỗ này sang chỗ khác trong NST hoặc từ NST này sang NST khác các gen nhảy như thế gọi là transpoison
người ta đã phát hiện ra gen nhảy mang tên Tn 1681 ở E.coli gồm hai đoạn xen IS1 ở hai đầu và hai
1gen khác dài 552 bp qui định độc tố chịu nhiệt gây ỉa chảy
Đặc điểm cấu trúc và cơ chế hoạt động của gen nhảy
Đặc điểm cấu trúc
- gen nhảy là các đoạn AND có trình tự đặc trưng chứa thông tin quy định một sản phẩm nào đó đặc bietj xen vào một hoặc một số vị trí trong hệ gen tạo nên những biến dổi di truyền gen nhảy có thể nhảy từ gen này sang gen khác từ bộ gen này đến bộ gen khác tạo nên sự xắp xếp lại gen
- gen nhảy In có tần số gắn vào hệ gen xâp xỉ 105 – 107 tần số tách khỏi bộ gen của In là 106 – 1010gen nhảy
Câu 10 khái niệm mã di truyền? trình bày các đặc tính và tính linh hoạt của mã di truyền?
• mã di truyền là hệ thống đặc trưng cho các cơ thể sống trong đó, toàn bộ thông tin di truyền –
thông tin về cấu trúc pro đc ghi trong axit nucleic dưới dạng trình tự sắp xếp các nucleotide, trình
tự này quy định trình tự các a.a trong phân tử pro.
• Các đặc tính của mã di truyền:
- mã di truyền là mã bộ 3: cứ 3 nu kế tiếp trên mARN mã hóa cho 1a.a và tạo thành 1 codon.
- Mã di truyền không chồng chéo, cùng 1 nucleotide không thể tham gia vào thành phần của 2
codon gần nhau
- Mã di truyền không có “dấu phẩy” (không ngắt quãng), thông tin đc đọc theo một chiều trình tự
đọc thông tin di truyền chỉ phụ thuộc vào điểm bắt đầu, từ đó việc đọc tiến hành theo từng bộ ba theo chiều 5’-3’
- Mã di truyền mang tính thái hóa: nhiều bộ ba mã hóa có thể quy định cùng 1 a.a Ví dụ:
- Mã di truyền mang tính đặc hiệu: tức là 1 bộ ba chỉ mã hóa cho 1 a.a ví dụ: methylonin đc mã
hóa bởi codon duy nhất là AUG
- Mã di truyền mang tính phổ biến: các loài sinh vật đều đc mã hóa theo nguyên tắc chung Gen
tách ra từ sinh vật bậc cao đem giải mã trong bất kỳ cơ thể sinh vật nào đều cho cùng một loại pro (trừ một số trường hợp ngoại lệ nhỏ ở một số loài sinh vật)
• Tính linh hoạt của mã di truyền:
Trong TB có những loại tARN có thể kết cặp vs một số bộ ba khác nhau trên mARN Phân tích trình
tự tARN đã cho thấy rằng một số phân tử tARN có inosin là một trong các base nitơ của cụm mã đối (anticodon) Inosin có cấu trúc như sau:
- cấu trúc này có khả năng kết cặp vs nhiều base nitơ
- Phân tích trình tự thấy đầu 5’ của codon đối mã (bổ trợ vs base nitơ thứ 3 của cụm mã) khác vs 2 base nitơ kia, có khả năng kết hợp vs một số base nitơ trên đầu 3’ của cụm mã Hiện tg này đgl tính linh hoạt trong kết cặp
Trang 6Base nitơ trên đầu 5’ của
A or G
A, U or GNhững phân tử mARN đc phiên mã từ gen cấu trúc gồm 3 phần chính: đoạn khởi đầu, đoạn mã hóa a.a, đoạn kết thúc
Các phân tử mARN ở prokaryote có các đoạn đệm không mã hóa a.a nằm giữa các đoạn mã hóa Nên phân tử này tạo có thể ra nhiều chuỗi polypeptide.=> tính linh hoạt của mARN
ở svnc có các đoạn không mã hóa intron xen vs đoạn mã hóa exon => quá trình cắt intron, nối exon nếu xảy ra khác nhau => pro khác nhau Ngoài ra các đoạn polyadenin xen giữa mARN và điểm polyadenin khác nhau cũng tạo ra các đoạn codon mã hóa khác nhau => các pro khác nhau
Câu 12: đặc điểm cấu trúc và chức năng của phân tử ARN:
• cấu trúc:
phân tử ARN la một đa phân tử gồm nhiều đơn phân (monomer) là nucleotit(ribonucleotit) Mỗi nucleotit gồm 3 thành phần sau:
- axit phosphoric (H3PO4)
- Đường pentose(5C), là đường ribose (C5H10O5) Không phải là đường deoxirobose (C5H10O4) (1)
- Base nitơ là adenine(A), uraxin (U), guanine(G), cytozin (C).U trong ARN được thay thế bởi T (thymim) trong AND (2)
- ARN chỉ gồm một sợi đơn polynucleotide ( trừ TH ở một số ít như retrovirus mang ARN 2 sợi) (3)
Trong 1 nucleotide nhóm phosphate gắn vào vị trí C số 5, 1 trong 4 base nitơ gắn vào vị trí C số 1 của đường C5H10O5 các nu liên kết với nhau bằng cách nhóm phosphate (H3PO4) của nu này gắn
vs nhóm OH ở vị trí C số 3 của nu kế tiếp qua liên kết phosphodieste – là liên kết bền vững do cấu trúc như vậy, nên mạch đơn ARN cũng có 1 đầu chứa nhóm phosphate tự do ở vị trí carbon số 5 của đường C5H10O5 , được gọi là đầu 5’P, còn một đầu chứa nhóm OH tự do ở vị trí carbon số 3 của đường C5H10O5 được gọi là đầu 3’OH => ARN cũng có tính phân cực rõ rệt như AND Vậy ta thấy phân tử ARN cũng có cấu trúc giống như mạch đơn của phân tử AND, nhưng khác AND ở 3 đặc điểm (1), (2), (3) đã nêu ở trên
Chỉ ARN trong virus chứa ARN là hệ gen thì mới có chức năng duy trì và truyền đạt thông tin di truyền cho thế hệ sau Các dạng ARN còn lại chỉ có vai trò truyền đạt thông tin di truyền qua quá trình tổng hợp pro và được phân biệt bởi chức năng của chúng trong quá trình tổng hợp pro
Có 3 loại ARN chính:
1 ARN thông tin (messager RNA or informational RNA) (mARN).
mARN đc tổng hợp trong nhân tế bào từ gen cấu trúc, làm nhiệm vụ trung gian truyền thông tin di truyền từ AND trong nhân sang pro đc tổng hợp ở ribosome.
mARM đc tạo từ một mạch polyribonucleotide có từ khoảng 600-1500 ribonucleotide Phân tử mARN có một bộ ba mở đầu là UAG sau đó đến bộ ba quy định a.a thứ I’, thứ 2…cuối cùng là bộ
ba kết thúc ( UAA, UAG, UGA)
- chức năng: truyền đạt thông tin di truyền từ AND trong nhân tế bào đến tế bào chất và trực tiếp tham gia tổng hợp pro Hàm lượng mARN rất ít, chỉ chiếm vài % ARN tổng số tế bào
Trang 72 ARN ribosome (rARN).
Chiếm 80% tổng số ARN trong TB Các rARN kết hợp vs pro tọa thành ribosome, một thành phần của bộ máy dịch mã Tùy theo hệ số lắng rARN đc chia thành nhiều loại:
- ở nhóm Eukaryote có rARN 28S, 18S, 5.8S, 5S
- ở prokaryote có rARN 23S, 16S, 5S
• Ribosome có dạng hạt, có bản chất hóa học là nucleoprotein ( pro chiếm gần 36%, rARN chiếm gần 64%) Về cấu tạo, ribosome gồm 2 tiểu phần lớn và nhỏ Trong tiểu phần lớn ribosome có 3 vị trí quan trọng liên quan đến quá trình tổng hợp pro: vị trí A (aminoacyl site): vị trí tiếp nhận a.a; vị trí P (peptidyl site): vị trí tạo liên kết peptit giữa các a.a; vị trí E (Exit site): vị trí cờ thoát tARN ra môi trường tế bào
# chức năng: liên kết với mARN, tARN để dịch mã ra chuỗi polypeptit (pro).
3 ARN vận chuyển( tARN = transfer RFNA)
Chiếm từ 10-20% tổng số ARN trong TB Mỗi phân tử tARN có từ 75-85 nu, klg phân tử = 26000 dalton tARN có cấu trúc không gian 3 chiều giống chiếc lá dâu xẻ 3 thùy do mạch đơn
polynucleotide quấn trở lại
- thùy I: nhận biết enzyme (enzyme aminoacyl tARN synthease) hoạt hóa và gắn a.a tương ứng vào đầu 3’ của tARN
- thùy II: mang cụm đối mã khớp vs cụm mã sao trên mARN theo nguyên tắc bổ sung
- thùy III: nhận biết và tác dụng vs ribosome
Một số tARN còn có thùy thứ IV glà vòng biến đổi
# chức năng: vận chuyển a.a tưng ứng đã đc hoạt hóa đến bộ máy dịch mã để tổng hợp pro
Câu 13: Quá trình phiên mã ở sv prokaryota, ss qt phiên mã ở svns và svnc
Quá trình
1 enzym ARN polimerase và tín hiệu ở đầu, kết thúc phiên mã.
thành phần chính xúc tác tổng hợp ARN ở ecoli là enzyme ARN polimerase có hệ số = 11S -13S và
khối lượng phân tử 500 kdantol ARNase gồm 2 thành phần: nhân tố sigma (σ) và lõi enzyme nhân tố sigma giúp lõi enzym nhận biết và bám vào vùng khởi động AND tại những điểm đặc thù gọi là điểm khởi đầu (promoter) lõi enzim( gồm 2 chuỗi α, 1 chuỗi β, 1 chuỗi β’) đóng vai trò chủ yếu trong tổng hợp ARN dọc theo sợi khuân AND
- đoạn nhận biết gồm 35 cặp base nitơ nằm trước promotor Đoạn để ARN-polymerase nhận biết là
đoạn gồm 7 nucleotide đc gọi pribnow, nằm cách điểm phiên mã 5-6 base nitơ Hộp pribnow trên sợi khuôn (antitemplate)có công thức chung là: 5’TAT purin AT purin 3’
- tín hiệu kết thúc là trình tự (nu) đặc thù nằm sau gen gồm 2 vùng giàu cặp AT và GC
2 các giai đoạn of qt phiên mã:
- giai đoạn khởi đầu: quá trình phiên mã bắt đầu khi nhân tố sigma kết hợp với lõi enzim
ARNase giúp lõi enzym nhận ra và bám vào vùng khởi động
- giai đoạn keo dài: nhân tố sigma tách ra và lõi enzym thực hiện việc tổng hợp ARN lõi
enyim ARNase trượt dọc gen (3’- 5’) vừa xúc tác biến tính cục bộ 2 sợi AND làm lộ ra sợi khuân vừa xúc tác sự lắp ráp tổng hợp ARN theo nguyên tắc bổ sung A-U, G-C vùng AND đã được phiên mã xoắn trở lại như ban đầu sợi ARN được sinh ra theo chiều (5’ – 3’)
- giai đoạn kết thúc: khi lõi enzim đến điểm kết thúc của gen, do tác dụng của 1 loại pro đặc
hiệu sợi ARN mới tổng hợp và lõi enzim được phóng thích khỏi sợi khuôn Tín hiệu kết thúc được nhân ra bởi phức hợp lõi enzim và pro nus A
• so sánh:
Trang 81 giống nhau:
- sản phẩm của sự phiên mã đều là ARN sợi đơn
- Quá trình phiên mã đều có 3 gđ: khởi đầu, kéo dài, kết thúc
- vùng AND chứa gen được phiên mã, có sự mở xoắn cục bộ làm lộ ra sợi khuân
- nguyên liệu là các ribonucleotide triphotphat: ATP, GTP, CTP, UTP gọi chung là NTP, enzim xúc tác là ARNase
- sự khởi đầu và sự kết thúc phiên mã phụ thuộc vào tín hiệu khởi đầu và kết thúc đó là những trình tự dặc thù nằm trước và sau gen
- ARN được tổng hợp theo chiều từ (5’ – 3’) enzim ARNase di chuyển theo chiều (3’ – 5’) đến sợi khuân
2 khác nhau:
- ở svns qt kết thúc sinh ra sợi ARN có chiều từ (5’ – 3’)
- enzyme ARN-polymerase ở svns chỉ có 1 loại chính thực hiện phiên mã, còn ở svnc có 3 loại ARN-polymerase tham gia vào quá trình phiên mã các loại ARN khác nhau đó là: ARN-
polymerase I: tham gia phiên mã các gen để tổng hợp rARN; ARN-polymerase II: tổng hợp
mARN; ARN-polymerase III: tổng hợp tARN và rARN loại 5.8S
- ở svnc kết thúc phiên mã có liên quan đến cấu trúc kẹp tóc tiếp ngay sau trình tự giàu GC và
để có mARN trưởng thành cần có qúa trình chế biến trong nhân:
+ gắn chóp: khi pre – mARN đang đc tổng hợp dài 20 – 30 bazơ nitơ thì ở đầu 5’P bổ sung chóp (cap) 7 – mGppp (methyl guanine triphotphat)
+ thêm đuôi poly A ở đầu 3’: một đoạn ngắn của mARN bị cắt ra và các base nitơ adenin nối vào thành đuôi poli A đối với các gen mã hóa liên tục thì qúa trình chế biến trong nhân chỉ gôm 2 bước trên
+ splicing: đối với các gen phân đoạn bản phiên mã đầu tiên là của tiền mARN (pre – mARN) gồm
cả intiron và exon Vì vậy, pre – mARN đc sao mã từ các gen này còn trải qua giai đoạn cắt intiron
và nối các exon lại với nhau
Câu 14: Trình bày cơ chế sinh tổng hợp pro So sánh sự giống nhau và khác nhau quá trình sinh tổng hợp pro ở sinh vật Prokaryote và Eukaryote ?
Cơ chế sinh tổng hợp pro ( dịch mã)
1 Các yếu tố tham gia cơ chế dịch mã.
- Các phân tử ARN, mARN, tARN, rARN
- Ribosom: cấu tạo từ ARN ribosom (rARN) kết hợp vs pro Gồm 2 tiểu phần: 1 nhỏ, 1 lớn tiểu phần lớn có 3 vị trí quan tringj liên quan đến quá trình phiên mã: vị trí A (aminoacyl site): vị trí tiếp nhận a.a; vị trí P (peptidyl site): tạo liên kết peptit giữa các a.a; vị trí E (Exit site): vị trs chờ thoát của tARN ra môi trường TB
- Các nhân tố IF (initiation factor) mang bản chất protein tham gia khởi đầu phiên mã
- Các axit amin ( 20 lọaị ): met, trp, leu…
2 Các giai đoạn của quá trình tổng hợp pro:
Qúa trình này diễn ra ở TBC, tạo ra các a.a sẵn sằn tham gia vào quá trình tổng hợp pro Hoạt động này được tiến hành nhờ enzym đặc thù aminoacyl- tARNsynthease Qúa trình này gồm hai bước :+ Enzym aminoacyl- tARNsynthease xúc tác phản ứng ATP hoạt hóa a.a tự do để tạo phức hợp aminoacyl ~ AMP với enzym:
H2N- CH(R) – COOH + ATP Enzym (Mg2+) E[H2N – CH(R) – CO ~ AMP] + PP
+ Phức hợp trên kết hợp với tARN tạo phức hợp amynoacyl ~ tARN:
E[H2N – CH(R) – CO ~ AMP] + tARN Mg2+ H2N – CH(R) – CO ~ tARN
Trang 9* Qúa trình dịch mã trên mARN:
Khởi động ( initiation ):
- Có sự tham gia của mARN, Ribosom, Pro – nhân tố khởi động IF
- dấu hiệu khởi động là AUG nằm ở đầu 5’ trên mARN
- các bước của Gđ khởi động:
Phức hợp tARN ~ methyonyl (methyonyl đc gắn vào đầu 3’ của phân tử tARN trong quá trình hoạt hóa a.a) gắn với tiểu phần nhỏ của riboxom, phức hợp này bám vào trình tự nhận biết của ribosom (promoter) ở đầu 5’ của mARN trước đoạn mã hóa Nhờ nó
Anticodon tARN~met bắt cặp vs codon AUG của mẢN ở vị trí P (ở ribosom)
Đơn vị nhỏ và đv lớn of ribosom gắn vs nhau hoàn thành mARB hoàn chỉnh
Hình thành đơn vị nhỏ ribosom – tARNmet- mARN vs sự tham gia of nhân tố IF
- phức hợp tARN~a.a2 gắn vào vị trí A nhờ nhân tố kéo dài (EF – elongation factor)
- Enzym peptidyl tranferase xúc tác hình thành liên kết peptit giữa a.a met và a.a.2
- tARN gắn vs met ở điểm P giải phóng, chuyển sang vị trí E
- ribosom chuyển theo chiều 5’-3’ trên mARN để tARN~a.a2 gắn vào vị trí P, để trống vị trí A cho a.a3 vào
- quá trình tiếp tục như trên vs các a.a sau
- 1 mARN có thể làm việc cùng 1 lúc vs nhiều ribosom, nên có nhiều chuỗi polypeptit đc hình thành
- a.a1 tách ra khỏi chuỗi polypeptit trước khi hoàn thành tổng hợp, 1 chuỗi polypeptit đc tổng hợp bắt đầu bằng nhóm NH2 (đầu N), kết thúc –COOH (đầu OH)
- có nhiều yếu tố tham gia
Trong các yếu tố tham gia dịch mã cũng có vài đặc trưng khác nhau như: nhân tố khởi đàu IF ở Prokaryote có 3 nhân tố, còn Eukaryote có 10 nhân tố; phức hợp tARN~a.a1 ở 1 số sv nhân sơ như E.coli là N-methyoni ~ tARN (metyonin đc gắn vs axit formic)
Câu 15: Điều hòa thoái dưỡng, cơ chế, biểu hiện
• Đ.hòa thoái dưỡng: kiểm soát âm, cảm ứng các chất dd đc phân hủy để tạo năng lượng or
tạo nguyên liệu cần thiết cho qúa trình tổng hợp Cơ chế điều hòa ở đây là sự có mặt của cơ chất,
Trang 10dẫn tới tổng hợp các enzym phân hủy Đó là operon cảm ứng mã hóa cho các enzym của con đường dị hóa
Cảm ứng âm tính điển hình là operon lactose ở E coli:
• cơ chế: sự điều hòa xảy ra hoàn toàn ở mức phiên mã cơ chế này dựa vào sự tương tác của
pro điều hòa (n.tố kìm hãm – repressor) với 1 trình tự AND, promotor ở đầu 5’ không mã hóa của gen cấu trúc
Repressor liên kết với operator nằm giữa promotor và gen cấu trúc, có 2 khả năng:
- ko có lactose: khi không có lactose mà chỉ có glucozơ thì repressor liên kết với oprator và các
ciston không tổng hợp mARN – lac
- có lactose: nếu trong môi trường có lactose (chất cảm ứng), lactose sẽ tác dụng tg hỗ với pro ức
chế làm biến đổi cấu hình không gian 3 chiều của nó làm cho pro ức chế không thể liên kết được với vùng vận hành, không nhận biết đc gen chỉ huy, gen chỉ huy ở trong trạng thái tự do, ARNase
sẽ bám vào dịch chuyển dọc theo operon đến các gen cấu trúc được phiên mã và các enzym chuyển hóa lactoce đc tổng hợp khi đường lactose bị chuyển hóa hết thì pro ức chế lại liên kết với vùng vận hành và qt phiên mã bị dừng lại
(vẽ sơ đồ minh họa)
Câu 16: thế nào là điều hòa biến dưỡng? trình bày cơ chế điều hòa biểu hiện c.trúc gen
tryptophan operon?
• điều hòa biến dưỡng: kiểm soát âm, ức chế
biến dưỡng (anabolism) là qt tổng hợp nên các chất cho tb (như các a.a), đó là operon kìm hãm liên
quan đến con đường đồng hóa – điển hình là operon – tryptophan
• Cơ chế: quá trình tổng Hợp tryptophan bắt đầu từ tiền chất chorismique acid, trải qua 5 g.đoạn
kế tiếp do 5 enzym xúc tác Hệ thống tổng hợp a.a tryptophan ở E.coli do operon kiểm soat âm ức chế
- m.trg ko có tryptophan -> tb tổng Hợp tryptophan nhờ tích cực sx enzym chịu trách nhiệm tổng hợp tryptophan
- m.trg có tryptophan -> enzym không đc sx nữa
- n.tố kìm hãm repressor không có ái lực với operator A.a đặc trưng kết hợp với repressor sẽ làm thay đổi cấu hình của repressor
Môi trừơng có tryptophan -> repressor kết hợp với tryptophan gắn lên operator, cho nên các gen cấu trúc của operon phiên mã.
Môi trừơng thiếu tryptophan, repressor không gắn đc vào operator -> gen cấu trúc của operon đc phiên mã
- Sự methyl hóa các bazơ nitơ Sự methyl hóa làm gen ngừng h.động
- Sự thay đổi cấu trúc hình NST còn ảnh hưởng đến biểu hiện của gen
2, Mức phiên mã (Transcriptionel)
Điều hòa mức phiên mã ảnh hưởng đến trực tiếp đóng mở gen:
- enhancer (trình tự tăng cường), trình tự cis và các nhân tố trans Làm tăng quá trình phiên mã
- Chọn lựa promortor thích hợp.(promoter khác nhau ảnh hưởng đến tốc độ phiên mã)
- Attenuation (sự điều hòa phiên mã dở)
Trang 113, Mức sau phiên mã
Các yêu tố ảnh hưởng khi hình thành mARN trưởng thành => ảnh hưởng đến biểu hiện gen
- Splicing khác nhau
- Điểm polyademin hóa khác nhau
- Đột biến trên mARN (sự lắp ráp bazo nito sai khác so với trình tự trên AND phiên mã sang)
- Bán chu kì phân hủy của mARN (nhanh hay chậm)
- Sự bảo tồn các ARN trong TB
- Đ.điểm chung của virus:
+ Virus là các thể nội kí sinh bắt buộc, không có cấu tạo TB
+ Virus chỉ có 1 loại axit nucleic (AND or ARN)
+ Chúng không có hệ thống sinh tổng hợp pro riêng, không có hệ thống biến dưỡng riêng
+ Virus không tạo màng lipit riêng (biến đổi màng của vi khuẩn làm màng của mình)
+ Virut không chịu sự tác động của thuốc kháng sinh
+ Sự đi động của virut nhờ sự khuếch tán, virut đã hình thành không tăng trưởng về kích thước và khối lượng
- chu kì sống: gồm 2 chu kỳ:
• chu kì sinh tan (lyfic cyle)
virut làm chết tb chủ gọi là virut độc, chúng sinh sản theo chu kì tan
chu kì tan gồm:
gồm:
+ nhận biết tế bào vật chủ
+ xâm nhiễm vào bên trong tế bào, chỉ lõi virut đc xâm nhập (trừ 1 số ít cả con xâm nhập)
+ tổng hợp thành phần cần thiết của con virut hoàn chỉnh nhờ vào bộ máy của tế bào vật chủ
+ lắp ráp các thành phần tạo ra con virut hoàn chỉnh
+ số lượng virut phát triển lên làm phá vỡ tb và chui ra ngoài
• chu kì tiềm tan (lysogenic cycle) gồm:
+ nhận biết tb vật chủ
+ xâm nhập vào trong tb vật chủ
+ VCDT của virus đc gắn xen vào vcdt của tế bào vật chủ, khi đó vcdt của virut là 1 phần của tb vật chủ (nhân đôi, phân chia theo NST vi khuẩn)
+ Tb vật chủ sinh sản và sinh trưởng bt sau 1 time nhất định vcdt của virut tách ra khỏi vcdt của tb vật chủ khi đó virus có chu kì sống sinh tan
- tái tổ hợp vcdt ở virut:
Trang 12+ khi các phage đc nhiễm đồng thời vào vi khuẩn và AND của chúng tái bản với số lượng lớn, khi AND tồn tại tự do sẽ xảy ra trao đổi chéo dẫn đến tái tổ hợp vcdt.
Các phage có kích thước nhỏ bé phải nhìn dưới kính hiển vi điện tử nên các tính trạng của phage đc
quan sát dựa theo các vết tan hoặc biên độ chủ.
Phage t2 có dòng hoang dại r tạo vết tan bình thường, còn dòng đột biến r+ làm tan nhanh nên vết tan to
Về biên độ chủ có dòng hoang dại h+ (host) chỉ làm tan vi khuẩn E coli dòng B nhưng không làm tan dòng B2, đột biến h làm tan các vi khuẩn E.coli cả 2 dòng B và B2
Lây nhiễm đồng thời 2 dòng mang đột biến trông thấy ở T2 sau:
Dòng phage T2 hr + : làm tan cả 2 dòng E.coli (B & B2) với vết tan to.
Dòng phage T2 h + r: chỉ làm tan E.coli dòng B2, vs vết tan nhỏ.
sự xuất hiện các dạng tái tổ hợp T2 hr+, T2 hr chứng tỏ 2 dòng phage đã lai với nhau
+ tái tổ hợp vcdt là sự kiện ngẫu nhiên, tần số tái tổ hợp phụ thuộc vào khoảng cách các gen trên NST.
Câu 19: trình bày các cơ chế tái tổ hợp vcdt ở vi khuẩn?
• cấu tạo vi khuẩn gồm:
- màng bao ở ngoài cùng tb
- màng sinh chất
- tbc chứa riboxom, thể xâm nhập, plasmid
- Vùng nhân (nucleid) chứa phân tử AND kép, vòng tròn đgl NST của vi khuẩn
- Tiêm mao và roi giúp cho sự chuyển động của tb
• các cơ chế tái tổ hợp vcdt ở vi khuẩn (3 cơ chế, cơ chế 2 là câu 20).
F- khi tb F+ và tb F- tiếp xúc với nhau, ống tiêp hợp đc hình thành, bản sao của nhân tố F trong F+chui qua ống tiếp hợp sang tb F-, biến F- thành F+
☺ cơ chế xảy ra giữa vi khuẩn Hfr và F- (tần số cao >35%)
Hfr tái tổ hợp với tần số cao và cũng có nhân tố giới tinh F nhưng Hfr khác F+ là Hfr có nhân tố giới tính F dính với NST qua cơ chế trao đổi chéo đơn Vì vậy Hfr còn có khả năng truyền AND qua ống tiếp hợp khi tb Hhr và F- tiếp xúc với nhau, ống tiếp hợp hình thành, nhân tố F đính trên NST phân đôi, 1 đầu chui qua ống tiếp hợp kéo theo các gen trên NST ( chỉ 1 sợi đc chuyển qua, sợi còn